回転乾燥機スリップ リングは、回転乾燥機ドラム、加熱ローラー、または回転ヒーターが、ケーブルをねじることなく継続的にヒーター電力と温度フィードバックを必要とする場合に使用されます。 1 つの回路セットでは電気ヒーターの電流を伝送し、別の回路では低レベルの熱電対または RTD 信号を伝送します。そのため、発熱体に電力が供給され、コントローラーが温度を読み取り続けている間、ドラムは回転できます。
この二重の役割により、これらのリングの指定が汎用の回転コネクタよりも難しくなります。{0}}加熱されたドラムのスリップ リングは、高温でほこりの多い場所で、同じ回転ジョイントを介して、高いヒーター電流と壊れやすいミリボルトの温度信号を移動させる必要があります。回路の分割、リード線の定格、またはハウジングが間違っている場合、その症状が完全な故障であることはほとんどありません。-多くの場合、温度測定値の変動や接点の早期摩耗が原因です。
このガイドでは、ロータリー ドライヤのスリップ リングにどのような回路が搭載されているか、ヒーターと熱電対の経路の設計の違い、適切なユニットの選択方法、見積もりを依頼する前にサプライヤーに何を送るべきかについて説明します。
ロータリードライヤーのスリップリングとは何ですか?
ロータリー ドライヤ スリップ リングは、回転インターフェースを介して電流と信号を転送する電気機械デバイスです。固定側は制御盤または電源に配線します。回転側のワイヤはドラム、ローラー、または加熱アセンブリに接続されます。ドラムが回転すると、接点は固定配線では維持できなかった電気的導通を維持します。
ロータリー乾燥機、加熱ドラム、またはロータリー キルン-タイプのヒーターでは、リングは通常、内部の発熱体に電力を供給し、熱電対または RTD からの温度フィードバックを返し、機械に必要な制御、センサー、または接地回路を搭載します。これがないと、リードが数回転以内に巻き取れて疲労してしまいます。
ロータリードライヤーが通常の機械よりもスリップリングに硬い理由
ほとんどの回転機械は、スリップ リングに電力を渡すか信号を渡すという 1 つのことを実行させます。ロータリー乾燥機は、両方を一度に行うことと、熱、粉塵、およびプロセス残留物に囲まれて乾燥を行うことを要求します。
3 つのことが難易度を高めます。まず、ヒーター回路は信号回路よりもはるかに多くの電流を流すため、接点のサイジングと発熱が促進されます。第 2 に、熱電対回路はミリボルト単位で測定される信号を伝送するため、接触ノイズや数ミリメートル離れた電源リングからの干渉に敏感です。第三に、リングは多くの場合、高温ドラムの表面や熱風出口の近くにあり、リング本体自体が定格内であっても周囲の熱がケーブルの絶縁体を攻撃します。-最後の点のため、高温用スリップリング-多くの場合、電気定格ではなく、リードセットの高温や高温が決定要因となります。{0}
ロータリードライヤーのスリップリングが運ぶ回路
通常、1 つのアセンブリは複数の回路タイプを組み合わせています。各タイプを「チャネルの数」としてではなく、個別の設計上の問題として扱います。
ヒーター電源回路
ヒーター回路はドラムを温める電流を流します。電流は電流によって決まります。電流によって、接触面積、導体ゲージ、絶縁間隔、および負荷時に接点がどれだけ発熱するか (I²R 損失) が決まります。ミリアンペア信号用に構築されたリングには小さな接点と細いワイヤーが付いています。その形状に 25 A のヒーター電流を強制的に流すと、接点が高温になり、寿命が短くなります。
ヒーター回路ごとに、ヒーターゾーンの数、回路ごとの電流、電圧定格、デューティサイクル、および電流に必要な導体ゲージを定義します。これが、たとえチャンネル数が同じであっても、低電流信号リングで満たされた 12- 回路リングがヒーター電力用に設計された 12 回路リングと同じ製品ではない理由です。
熱電対とRTD回路
温度フィードバックは最も過小評価されがちな部分です。熱電対の出力が小さい。タイプ K ジャンクションは摂氏 1 度あたり約 40 マイクロボルトを生成するため、一般的な乾燥期間全体の信号はわずか数ミリボルトです。そのレベルでは、接触抵抗の変動や電気的ノイズは四捨五入誤差ではありません。それらは測定可能な温度誤差として現れます。
熱電対に特有の 2 番目の罠があります。信号経路内の異種金属の接合部は、追加の不要な熱電対として動作します。パスに適合する熱電対-グレードまたは延長-グレードのワイヤの代わりに通常の銅線が使用されている場合、信号がコントローラに到達する前に、これらの新しいジャンクションによってエラーが発生します。熱電対の種類とその電圧の動作に関して受け入れられている基準は、次のとおりです。NIST ITS-90 熱電対データベース実際のポイントは単純です。マテリアル パスはチャネル数と同じくらい重要です。
熱電対回路の場合は、熱電対のタイプ（J、K、T、またはその他）、チャンネル数、熱電対-グレードまたは互換性のある延長線がリングを通る必要があるかどうか、シールドの必要性、ヒーター リングからの物理的な分離を確認してください。信号リングを電源リングから離してルーティングすると、信号経路をシールドする測定値を安定させるものです。ヒーターと熱電対の回路が分離やシールドなしでスペースを共有している場合、通常は明らかな電気的故障ではなく、温度測定値が不安定になり、後の診断が困難になります。
制御および信号回路
多くの乾燥機には、リミット スイッチ、エンコーダ フィードバック、センサー ライン、または通信も必要です。これらはヒーター グループよりも熱電対グループに似た動作をします。電流が低く、ノイズに敏感で、多くの場合シールドや専用のリング パスが必要です。-。信号用のサイズのスペアと電源用のサイズのスペアは異なるリングであるため、「少数の予備回路」を要求するのではなく、信号タイプを早期に定義します。
電源回路と熱電対回路
2 つの回路ファミリーは、設計を反対方向に引っ張ります。これらを並べてみると、トレードオフが明確になります。-
| 設計要素 | ヒーター電源回路 | 熱電対・測温抵抗体回路 |
|---|---|---|
| サイズ別 | 電流（アンペア）と電圧 | 信号精度とノイズ耐性 |
| 接点と導体 | より大きな接触面積、より重いゲージ | 安定した低ノイズ接触。-正しいリード材料 |
| 主なリスク | 接点温度上昇、摩耗 | 信号ドリフトと測定誤差 |
| 配線経路 | 標準または高温電源リード- | 熱電対-グレードまたは延長線 |
| レイアウトの必要性 | 絶縁体と沿面距離 | パワーリングからの分離、シールド |
| 失敗はこんな感じ | よく目にするもの: 熱、燃焼、断線 | 隠蔽されることが多い: 測定値がふらつき、狩りが制御される |
ヒーターおよび熱電対回路用のロータリー ドライヤー スリップ リングの選び方
選択は製品名ではなく使用条件に従います。これら 5 つのポイントを順番に実行してください。
機能、電流、電圧ごとにすべての回路をマッピング
回転ジョイントを横切るすべての回路をリストし、グループ化します: ヒーター電源、熱電対または RTD、制御、接地、予備。グループごとに電流と電圧を固定します。この 1 つのテーブルを使用すると、サプライヤーはリング サイズ、接点材質、導体ゲージ、絶縁体、内部レイアウトを推測することなく 1 回のパスで選択できます。
熱電対のタイプを一致させて信号を保護する
リングが温度信号を伝送する場合は、センサーの種類とコントローラーの精度の期待値を事前に指定します。リード線の材質、シールド、アース、電源リングとのギャップはすべて、測定値が信頼できるかどうかに影響します。温度-が重要な乾燥の場合、これは仕様の中で最も明確にすべき部分です。
実際の動作温度に対するリード線の評価
リング本体が置かれている場所だけでなく、実際にケーブルが通っている場所についてケーブルを評価します。回転側のリード線は、多くの場合、熱ドラムの近くを通過したり、中空シャフトを通ったり、熱風出口の近くに置かれたり、熱を放出する能力を低下させるほこりで覆われたりします。-これらのいずれも、リング ハウジングの読み取り値が正常であるにもかかわらず、ケーブルが標準の絶縁定格を超えてしまう可能性があります。リングの周囲温度、シャフトまたはドラム付近の温度、必要な絶縁定格、ケーブル経路がリード線を熱や摩耗から保護しているかどうかを確認してください。正しいリード線の選択多くの場合、長持ちするユニットと、接点ではなくケーブルで故障したユニットとを分けるのは、この点です。
ボアサイズ、取付位置、すきまの確認
通常、乾燥機の形状が機械的インターフェイスを決定します。多くの加熱されたドラムは、シャフトまたはプロセスガスを中心に送ります。スルーボアスリップリング適合する取り付けチューブまたはフランジを使用してください。選択する前に、シャフトまたはチューブの直径、利用可能な軸方向の高さ、取り付け方向、ボルトパターン、リードの出口方向、コンジットエルボまたはケーブルグランドのクリアランスを確認してください。-改修の場合、制限要因は電気定格ではなく、側面出口ケーブルとその付属品が回転ジョイントの周囲に残されたスペースに物理的に適合するかどうかであることがよくあります。{3}}
ほこり、湿気、熱に対するハウジング保護を指定する
乾燥装置はほこり、粉、繊維、湿気、熱風を飛ばし、接点に到達する汚染物質は寿命を縮めたり、信号を不安定にしたりします。保護レベルを慎重に決定します。密閉または保護されたハウジング、導管の出口またはケーブル グランド、粉体の侵入を防ぐために正圧が必要なパージ ポート、湿気や化学薬品にさらされる場合の耐腐食性の素材などです。-適切なターゲットは、侵入保護評価実際の環境に合わせて選択されます。基本的なクラス（防塵-対防塵-、液体グレード）は国際規格で定義されています。IEC 60529。乾燥した密閉された設置とほこりの多い洗浄ラインでは、同じハウジングは必要ありません。
一般的なロータリー ドライヤーのスリップ リングの用途
同じ主要な要件が、さまざまな加熱回転機器にわたって見られます。
- 電気加熱乾燥ドラム複数の内部ヒーターゾーンと複数の熱電対チャネルを備えています。
- 加熱ローラー表面温度を厳密に制御する必要があるコーティング、ラミネート、またはウェブ加工において。
- ロータリーキルン-型ヒーターリングの近くには高温の周囲熱を伴う焼成装置があります。
- 硬化乾燥機接着剤、コーティング、複合材料用。
- 粉末、食品、繊維乾燥機、ほこりや汚染の制御がハウジングの選択を左右します。
いずれの場合もパターンは同じです。ヒーターの電力と回転ジョイントを介した温度のフィードバックにより、ハウジングがどの程度の保護を必要とするかは環境によって決まります。
標準スリップリングとロータリードライヤースリップリングの比較
標準的な工業用リングは、単純な回転ギアで動作します。ロータリー乾燥機は通常、以下に示す特別な設計上の注意が必要です。
| デザインエリア | 標準スリップリング | ロータリードライヤーのスリップリング |
|---|---|---|
| 主な仕事 | 一般的な電力または信号の転送 | ヒーター電力と温度フィードバックを組み合わせたもの |
| 環境 | 通常は中等度 | 熱、粉塵、湿気、プロセス残留物 |
| 回路構成 | 主に信号または主に電力 | 混合ヒーターと熱電対、分離およびシールド |
| 配線 | 標準的なリードは十分な頻度で | 高温および熱電対ワイヤが必要になることが多い- |
| 取り付け | 標準穴またはフランジ | ドラムに適合するカスタムチューブ、フランジ、または側面出口 |
| 保護 | 基本的な住宅 | シール、導管出口、場合によってはパージ |
一般的な障害の症状と考えられる原因
加熱されたドラム リングのパフォーマンスが低下する場合、通常、その症状は根本原因を示しています。このマッピングは、インストールされているユニットを診断したり、新しいユニットの問題を回避したりするのに役立ちます。
| 症状 | 考えられる原因 |
|---|---|
| 温度測定値がドリフトまたはジャンプする | 電源と信号の干渉、間違ったリード線材料、または熱電対経路の寄生接点 |
| ヒーターリングの接点が熱くなったり、早期に摩耗したりする | ヒーター電流がリングの接触定格を超えています。電力ではなく信号に合わせてサイズ設定されたジオメトリ |
| ドラム付近のケーブル絶縁体が硬化または亀裂が生じる | リード温度定格が実際のルートに対して低すぎる、またはほこりが熱放散を妨げている |
| 数週間の使用後に測定値が不安定になる | 定格が低いハウジングを通じて接点に到達する塵やプロセス残留物- |
| 設置後に回路が断続的にオープンまたはノイズが発生する | 機械的ストレス、位置ずれ、または回転リードの擦れ |
改修 vs. 新しい機器: 何が変わるのか
同じリング要件でも、プロジェクトに応じて優先順位が異なります。の上新しい設備、リングの周りのボア、フランジ、およびケーブルルートを設計できるため、通常は電気定格と回路レイアウトが決定につながります。で改造回転ジョイントと周囲のスペースはすでに固定されているため、多くの場合、穴の直径、利用可能な高さ、リード線の出口方向、電線管継手が構造物を通過するかどうかなど、機械的な適合が最初に行われます。-改造すると、古いユニットから学ぶこともできます。以前のリングに障害が発生した場合、熱、埃、負荷、信号ノイズのいずれが原因であるかを特定することで、同じ選択を繰り返すのではなく、どの領域をアップグレードする必要があるかがわかります。
加熱ドラムの構成例
各部分がどのように組み合わされるかを示すために、ここでは固定された製品仕様ではなく、例示的な構成を示します。電気加熱式-ドラム乾燥機には、480 V、20～30 A の範囲で約 6 つのヒーター回路、一致する延長ワイヤを備えた 4 つのタイプ K 熱電対チャンネル、定格約 200 度の高温回転リード、-シャフトをクリアするための約 25～50 mm の貫通穴、サイドケーブル出口とグランドを備えた IP54 範囲の密閉ハウジング、および規格に適合したカスタム フランジが必要となる場合があります。ドラムエンドプレート。
正確な数値は、加熱方法、ドラムのサイズ、センサーの種類、スペース、プロセスの粉塵の程度によって異なります。この例のポイントは、構造です。電源と信号のサイズが別々に設定されており、ホット ルート向けに定格されたリード線、ドラムに適合した取り付け、防塵用に選択されたハウジングです。
カスタムデザインに価値がある場合
単純な回転装置には標準リングで十分です。あカスタムロータリードライヤースリップリング複数のヒーター ゾーン、熱電対や RTD フィードバック、高温配線、狭い設置スペース、異常なフランジやボルト パターン、埃っぽい環境や汚染された環境、または特定のケーブル出口ニーズを持つ電源回路と信号回路が混在しているアプリケーションが、次のいくつかを組み合わせたときに効果を発揮する傾向があります。-このような場合、専用に構築されたユニットは、サイズが合わないジョブをカタログ パーツに強制的に実行させるよりも、よりクリーンにフィットし、より速くインストールされ、より確実に実行されます。-
長期的な信頼性のためのメンテナンス-
リングがきれいで位置合わせされ、不必要な機械的ストレスがない状態に保たれると、信頼性が向上します。実際のチェックには、ケーブルの張力緩和の検査、導管と継手がしっかりと締まっていることの確認、ハウジングから汚染物質を遠ざけること、温度測定値のドリフトや異常な電気ノイズの監視、回転リードが擦れたり過熱していないかの確認などが含まれます。{1}}乾燥機の計画停止中に検査をスケジュールし、ほこりの多いまたは高温の設置場所では、最初からメンテナンスへのアクセスを設計に組み込んでください。問題が発生した場合に役立つのは、スリップリングをテストする推測に基づいて部品を交換するのではなく、系統的に交換してください。
よくある質問
Q: 熱電対にはどのようなタイプのスリップ リングが使用されますか?
A: 低ノイズ接点と適切なリード材料を備えた信号-グレードのスリップ リング-。パスには熱電対-グレードまたは一致する延長線が必要で、ミリボルト-レベルの信号が正確に保たれるように、ヒーターや電源リングから分離してシールドする必要があります。
Q: 1 つのスリップ リングでヒーター電力と熱電対信号の両方を伝送できますか?
A: はい。 2 つのグループが個別に指定され、独自の要件に合わせてサイズ設定され、信号側がシールドされてリング内で物理的に分離されている場合、単一のアセンブリでヒーター電力と熱電対チャネルを組み合わせることができます。
Q: スリップ リングは正確な温度信号を送信できますか?
A: そのように設計されていれば可能です。熱電対の信号はわずか数ミリボルトであるため、精度は安定した接点、適切なリード線材料、適切なシールド、および電源回路からの分離に依存します。熱電対を通常の低電流ワイヤとして扱うと、読み取り値が不正確になります。-
Q: スリップリングを介して熱電対信号がドリフトする原因は何ですか?
A: 通常、近くのヒーター リングからの電気ノイズ結合、寄生接合を引き起こす間違ったワイヤ材料、または不安定な接触抵抗の 3 つのうちの 1 つです。修正方法は、チャンネル数を増やすことではなく、正しいリード材料、シールド、リング分離です。
Q: ヒーターと熱電対の回路はスリップリングで分離する必要がありますか?
A: 温度が重要な乾燥機では可能です。-分離とシールドがないと、ヒーター電流が温度信号を妨害する可能性があり、その結果、目に見える電気的故障ではなく読み取り値が不安定になり、追跡が困難になります。
Q: ロータリー ドライヤーには高温用スリップ リングが常に必要ですか?{0}?
A: 常にではありません。それは、ハウジング、そして多くの場合、リードに到達する熱の量によって異なります。リング本体が最も高温のゾーンから離れた場所に取り付けられている場合でも、ケーブルルートがドラムまたは熱風の経路の近くを通過するため、高温の回転リード線が必要になる場合があります。-
Q: ロータリー ドライヤーのスリップ リングをほこりから保護するにはどうすればよいですか?
A: 環境、導管出口またはケーブルグランド、および粉末の侵入を防ぐために正の内圧が必要なパージポートに対して定格された密閉ハウジングを備えています。保護レベルは、一般的な評価ではなく、実際の粉塵や湿気への曝露に合わせてください。
ロータリー ドライヤーのスリップ リングの指定
回転乾燥機のスリップ リングは、回転ドラム、加熱ローラー、または回転ヒーターに電力を供給し、回転中に監視できるようにするものです。正しい選択はチャンネル数だけではなく、ヒーター電流、熱電対信号品質、実際のリード線温度、取り付け適合性、汚染防止などすべてによって、ユニットが何年も確実に動作するか、単一の弱点で早期に故障するかが決まります。-
選択する前に、回路表を作成し、取り付け寸法とリード線の配線に注意し、動作温度とリード線の温度を記録し、環境について説明します。{0}}その仕様を入手すれば、サプライヤーは機器に適合する設計を確認し、正確な温度信号を保持し、予期せぬことなく設置できるようになります。